五章 光的双折射ppt课件.pptVIP

石英劈尖的偏振光干涉（等厚条纹） 第五章结束 * * 知识点回顾 利用 晶体的双折射 可得到线偏振光 分界面的反射和折射 物质的二向色性 象 折射现 双 折射现 方解石晶体 CaCO 3 纸面 5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象 1、双折射现象： 一束光进入各向同性的介质（如液体、塑料、玻璃等）时，只产生一束折射光。 但一束光进入各向异性晶体（如云母、石英、方解石等）时，可产生两束折射光，称为双折射现象。 一、双折射现象 5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象 5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象 一、双折射现象 2.寻常（o）光和非寻常（e）光 i n1 n2 ro re (各向异 性介质) 自然光 o光 e光 o光 ： 遵从折射定律 o光折射线在入射面内。 { e光 ： 一般不遵从折射定律 e光折射线也不一定在入射面内。 { 演示 e ? ? o · · · 方解石 o e · · · 以入射方向为轴旋转方解石 二、光轴和主截面 特定的方向，晶体中光沿这个方向传播时，不发生双折射现象。 例如，方解石晶体（冰洲石） 由钝隅引出的与三个棱边成等 角的方向就是光轴。 A B 102° 78° 沿此方向的直线均为光轴。 1. 光轴 光轴 单轴晶体：只有一个光轴的晶体，如方解石、石英。 双轴晶体：有两个光轴的晶体，如云毋、硫磺、黄玉。 { 2. 主截面 晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面 o光 光轴 o光的 主截面 · · · · e光 光轴 e光的 主截面 叫该光线的主截面。 一般， o光与e光的主截面不重合。 晶体双折射 如果光轴在入射面内，两主截面重合 o光的振动方向垂直于o光的主截面 e光的振动方向平行于e光的主截面 检偏结果：o光、e光都是线偏振光。 · · · 光轴 · · e 方解石 · o I 如果光轴在入射面内，两主截面重合， o光与e光的振动方向相互垂直。 注：若两截面夹角很小，常常将o光与e光的振动方向 看作近似垂直。 三、 o光与e光的相对光强 1. 自然光入射 · · · 光轴 · · e 方解石 · o I 考虑垂直入射的特殊情况（光轴在入射面内） 2. 线偏振光入射 Ae Ao ? （底面投影图） α: 入射线偏振光的振动方向与光在晶体内的主截面的夹角。 I 晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化 O O’ 入射光振动面 晶体主截面 晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化 O O’ 入射光振动面 晶体主截面 晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化 O O’ 入射光振动面 晶体主截面 晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化 O O’ 入射光振动面 晶体主截面 晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化 O O’ 入射光振动面 晶体主截面 讨论： 当晶体绕入射光方向旋转时， 两束光的相对光强不断变化 o光强度最大 e光完全消失 o光完全消失 e光强度最大 扩大入射光束使两束光相互重叠 无论晶体怎样转动，重叠部分光强度不变 波阵面为球面—— o光 沿任何方向传播速度相同 5.4 光在晶体中的波面 光轴方向 o光的波面 沿不同方向传播速度不相同 波阵面为旋转椭球面—— e光 光沿光轴传播 光垂直光轴传播 光在单轴晶体中传播时，沿着光轴方向传播的光， 速度都相同，不发生双折射。 e光的波面 o光: 沿着一切方向传播的速度都相同。 在晶体中的波面是球面。 e光: 在不同方向有不同的传播速度。 在晶体中的波面是旋转椭球面。 沿光轴方向传播, 速度与o光相同。 垂直于光轴方向传播, 速度与o光 相差最大。 o光和e光的波面 vo ve 正晶体 光轴 正晶体： no ne， vo ve（如石英） 旋转椭球面在球面之内, 旋转椭球面的长轴等于球面的直径。 在光轴方向：两波面相切； 垂直于光轴方向：两波光速相差最大。 o光光速 e光光速： ve, vo,为垂直于光轴的波速。 vo ve 光轴 负晶体 负晶体：no ne， vo ve （如方解石、电气石等） 旋转椭球面在球面之外 旋转椭球面的短轴等于球面的直径。 在光轴方向：两波面相切； 垂直于光轴方向：两波光速相差最大。 o光光速 e光光速： ve, vo,为垂直于光轴的波速。 例 强度为I的自然光，垂直入射到方解石晶体上后又垂直入射到 另一块完全相同的晶体上。两块晶体的主截面之间的夹角为?， 试求当?等于30°时，最后透射出来的光束的相对强 度（不考虑反射、吸收等损失）。 解： 经第一块晶体后： 经第二块晶体后 相对强度为 z1 z2 z1 z2 5.４.２ 光在晶体中的传播方向 正晶体 负晶体 vevo 石英 方解石 { 一、单轴晶体内o光和e光的传播